JP2527616Y2 - 高温・高純度液用ベロ―ズポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は高温・高純度液用ベローズポンプに関するも
のである。更に詳しくは本考案はベローズ部およびポン
プヘッド部の材料および構造を特定したベローズポンプ
で、特に半導体工業で使用される高純度薬液を、汚染せ
ずに高温で移送する用途に適するベローズポンプに関す
る。

［従来の技術］ 近年半導体工業の発展に伴い、シリコンウェハーのエ
ッチングあるいは洗浄行程で使用する高純度の薬液（例
えば硫酸、燐酸など）を高温度で移送することがしばし
ば行なわれている。これらの薬液はきわめて高純度のも
のが必要とされるため、移送用装置の材質にはこれら薬
液に対して高温での非腐食性および非汚染性が要求され
る。このような材質としては、耐熱性や耐薬品性に優れ
たポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下PTFEという）
やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合樹脂（以下PFAという）等のフッ素樹
脂が多く用いられている。薬液移送に使用されるポンプ
においてもベローズ部とポンプヘッド部にPTFE樹脂やPF
A樹脂を用いたペローズポンプが賞用されている。

PTFE製ベローズポンプの構造の一例を第２図により説
明すると、ベローズポンプは液出入口管11,12および弁1
3,14を備えたポンプヘッド部１とベローズ部２とからな
り、その間にＯリング５を挟み込んでボルト６にて締め
付け、密着させる構造となっている。

［考案が解決しようとする課題］ 第２図の例のように、従来市販されているPTFE製のベ
ローズポンプは、PTFE樹脂同士の溶接性が乏しいため、
ベローズ部とヘッド部の接続には溶接ではなくシリコン
ゴム・フッ素ゴム等のＯリングもしくはガスケットを使
用せざるを得なかった。しかしこのＯリングは、100℃
以上の高温で使用すると変形して薬液のリークの原因と
なったり、また薬液により膨潤・腐食等をおこし、薬液
自体も汚染されるという問題がある。

これに対してPFA製のベローズポンプは、PFA樹脂がPT
FE樹脂に比して溶接性に優れるためベローズ部とヘッド
部を溶接することが容易であり、そしてＯリングやガス
ケットを使用しないため150℃程度の薬液にも使用可能
となる。しかし反面PFA製ベローズはPTFE製ベローズに
比して折り曲げ耐久性に劣るため、繰り返し使用してい
るとクラックが入りやすいという欠点を持っている。

このような状況に鑑み、本考案者らは高温でのリーク
や汚染の問題をなくすためＯリング等を用いず、しかも
繰り返し折り曲げに優れた材料及び構造について検討し
た結果、ベローズ部およびポンプヘッド部に熱溶融性に
優れた変性PTFE樹脂を使用し、両者の接続部を溶接し密
閉が容易な構造とすることによって、高温・高純度液用
として優れたベローズポンプが製作できることを見出
し、本考案に到達した。

［課題を解決するための手段］ すなわち本考案は、液出入口管および弁を備えたポン
プヘッド部とそれに密着した伸縮するベローズ部を有す
るベローズポンプにおいて、ベローズ部およびポンプヘ
ッド部にパーフルオロアルキルビニルエーテル変性ポリ
テトラフルオロエチレン樹脂を使用し、かつポンプヘッ
ド部の下部全周に一体成形により円筒状突起部を設け、
該円筒状突起部の外周部をベローズ部上端の内壁に嵌合
させ、上記ベローズ部とヘッド部との嵌合部を熱溶接し
た構造を有する高温・高純度液用ベローズポンプであ
る。

本考案の構造を第１図により説明すると、該ベローズ
ポンプは液出入口管11,12および弁13,14を備えたポンプ
ヘッド部１とそれに密着した伸縮するベローズ部２より
構成され、ポンプヘッド部１の下部には全周にわたって
円筒状突起部４が一体成形により設けられている。この
円筒状突起部４の外周部をベローズ部上端の内壁に嵌合
し、ポンプヘッド部１とベローズ接合部３が熱溶接され
ている。ベローズ接合部の径（ベローズ部上端の内径）
を、加熱延伸によって大きくして円筒状突起部径に合わ
せておくと、溶接時の温度によりシュリンクバック現象
を生じて、より密封溶接が可能となる。

ここにパーフルオロアルキルビニルエーテル変性ポリ
テトラフルオロエチレン樹脂（以下PFVE変性PTFE樹脂ま
たは、単に変性PTFE樹脂と呼ぶことがある）とは、テト
ラフルオロエチレンを主成分とし、少量のパーフルオロ
アルキルビニルエーテルを共重合させた共重合体フッ素
樹脂であり、重合体中のパーフルオロアルキルビニルエ
ーテルの重合量は0.005〜１％、好ましくは0.01〜0.5％
である。このような変性PTFE樹脂としては例えば商品
名：テフロンTG−70−Ｊ（三井・デュポンフロロケミカ
ル株式会社製）が用いられる。

PFVE変性PTFE樹脂は、単独重合体であるPTFEホモポリ
マーよりも溶接時の粘度が低いため、熱溶融によって成
形体同志を溶接することが可能である。本考案において
はベローズ部とヘッド部の円筒状突起部とを嵌合させ、
その嵌合部を熱溶接しているので、その接合部は高温に
おいても薬液の漏れが全くなく、本考案あの目的に充分
使用できる密封溶接が可能になる。

PFVE変性PTFE樹脂の熱溶接は通常のフッ素樹脂の熱溶
接法である熱風溶接、熱圧着溶接等を使用することがで
きる。

パーフルオロアルキルビニルエーテルを共重合成分と
して含有するフッ素樹脂としてはいわゆるPFA樹脂があ
るが、PFA樹脂はパーフルオロアルキルビニルエーテル
を比較的多量に、例えば３〜５重量％程度共重合させた
熱流動性を有する共重合フッ素樹脂であり、一方本考案
において使用するPFVE変性PTFE樹脂は、PFA樹脂とは異
なり、PTFEホモポリマーと同様に熱流動性を有しない樹
脂であり、例えば繰り返し折り曲げ耐久性があり、熱変
性温度が高いなどPFA樹脂にはない優れた物性を有して
いる。

［作用］ ベローズ部とポンプヘッド部を変性PTFE樹脂で構成し
たベローズポンプは、ベローズ部とポンプヘッド部を容
易に溶接加工できるので、ベローズ部とポンプヘッド部
との接続においてシリコンゴムあるいはフッ素ゴム等よ
りなるＯリングやガスケットなどのシール材を用いる必
要がないため、ゴムの使用限界温度（100℃以上）を越
えて薬液の移送が可能となり、かつＯリングからの汚染
もなくすことができる。

しかもこの変性PTFE樹脂は折り曲げ耐久性に優れてい
るので、ベローズ部を構成するよりも優れた耐久性を保
持するベローズポンプを製造することが出来る。

本考案のベローズポンプは150℃までの温度でのいか
なる液体の移送にも使用できるが、特に高純度で微量の
不純物による汚染も許されない半導体製造時の各種処理
液、例えば硫酸、燐酸などの移送用に適している。

［考案の効果］ 本考案によればベローズポンプにおいてベローズ部お
よびポンプヘッド部に変性PTFE樹脂を使用し、かつヘッ
ド部の下部に設けられた円筒状突起部をベローズ接合部
に嵌合熱溶接した構造としたため、Ｏリングを使用した
PTFE製ベローズポンプに比べ、高温において薬液を汚染
せずに移送することができるので、シリコンウェハーの
エッチングや洗浄用薬液など、半導体工業その他におけ
る高温・高純度液用ベローズポンプとして利用価値がき
わめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の高温・高純度液用ベローズポンプの断
面構造を示す図、第２図は従来のPTFE製ベローズポンプ
の断面構造を示す図である。 １……ポンプヘッド部 ２……ベローズ部 ３……ベローズ接合部 ４……円筒状突起部 ５……Ｏリング ６……ボルト 11……液入口管 12……液出口管 13,14……弁

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】液出入口管および弁を備えたポンプヘッド
   部とそれに密着した伸縮するベローズ部を有するベロー
   ズポンプにおいて、ベローズ部およびポンプヘッド部に
   パーフルオロアルキルビニルエーテル変性ポリテトラフ
   ルオロエチレン樹脂を使用し、かつポンプヘッド部の下
   部全周に一体成形により円筒状突起部を設け、該円筒状
   突起部の外周部をベローズ部上端の内壁に嵌合させ、上
   記ベローズ部とヘッド部との嵌合部を熱溶接した構造を
   有する高温・高純度液用ベローズポンプ。